ANALISIS KINERJA MESIN PEMOTONG BALOK KAYU DENGAN SISTEM KONTROL OTOMATIS - Repository Universitas Islam Majapahit

  UNIM NIM : 5.14.04.07.0.022 ANALISIS KINERJA MESIN PEMOTONG BALOK KAYU DENGAN SISTEM KONTROL OTOMATIS

  Krisno Santoso Teknik mesin, Fakultas Teknik, Universitas Islam Majapahit

  

Contact Person :

Email :

ABSTRACT

  

Increasing of it work variation of exist in a[n furniture industry and specially all

worker of figora of wood, work of amputation of wood in claiming the existence of

repair of production quality, kepresisian and still the limited efficient cutting

machine, hence existing appliance modification and innovation become a[n

attention for progress to the fore. Besides, limitation of manual clippers and

machines which have there is in producing goods and also result of less maximal

production become one of the basis for supporter to modify machine which have

there is. Science and Technology at the moment very rapidly grow along with

progress of epoch. Most of all work of human being earn in doing swiftly and easy

to. This matter in caused by machine - machine which intend in creating to water

down work of human being. Besides watering down work of human being, usage

of machine very assisting in improving productivity with time which quicker

relative. One of them is to analyse machine cutter of wood log by using automatic

control. Especial target of this final duty is to analyse cutter machine performance

with automatic control systems to cut wood and get result of in the form of picture

work and also determine cutter machine component. this Performance cutter

machine analysis have some concept with step - do step for example that is:

kebutuhan,analisis of is problem of and specification of product, scheme of

product concept, technique analysis, and enumeration of electrics consumption.

Result of this final duty is enumeration of expense consume electrics and way of

job sensor machine component, and also provide with the following picture.

picture of Desain machine, activator motor picture, cutter motor picture, draw

stopper, picture sensor photoelectric.

Keyword : Elementary - base of PLC, Analysis Performance machine, Automatic

control, consumption and productivity of energy.

  ABSTRAK

  Bertambahnya variasi pekerjaan yang ada di suatu industri mebel dan khususnya para pengrajin figora dari kayu, pekerjaan pemotongan kayu di tuntut adanya perbaikan mutu produksi, kepresisian dan masih terbatasnya mesin potong yang efisien, maka inovasi dan modifikasi alat yang ada menjadi suatu perhatian untuk kemajuan kedepan. Selain itu, keterbatasan alat potong manual dan mesin-mesin yang telah ada dalam memproduksi barang serta hasil produksi yang kurang maksimal menjadi salah satu landasan pendukung untuk memodifikasi mesin yang telah ada. Ilmu Pengetahuan dan Teknologi pada saat ini sangat berkembang pesat seiring dengan kemajuan zaman. Hampir semua pekerjaan manusia dapat di kerjakan dengan cepat dan mudah. Hal ini di karenakan adanya mesin - mesin yang sengaja di ciptakan untuk mempermudah pekerjaan manusia. Selain mempermudah pekerjaan manusia, penggunaan mesin sangat membantu dalam meningkatkan produktifitas dengan waktu yang relatif lebih cepat. Salah satunya adalah menganalisa mesin pemotong balok

  ANALISIS KINERJA MESIN PEMOTONG BALOK

  1

  NIM : 5.14.04.07.0.022 UNIM

  kayu dengan menggunakan kontrol otomatis. Tujuan utama dari tugas akhir ini untuk memotong kayu dan mendapatkan hasil berupa gambar kerja serta menentukan komponen mesin pemotong. Analisis kinerja mesin pemotong ini mempunyai beberapa konsep dengan langkah

• – langkah antara lain yaitu: kebutuhan,analisis masalah dan spesifikasi produk, perancangan konsep produk, analisis teknik, dan penghitungan konsumsi listrik. Hasil tugas akhir ini adalah penghitungan biaya konsumsi listrik dan cara kerja sensor komponen mesin, serta melengkapi dengan gambar sebagai berikut. Gambar desain mesin, gambar motor penggerak, gambar motor pemotong, gambar stopper, gambar sensor photoelectric.

  Kata Kunci : Dasar

• – dasar PLC, Analisis kinerja mesin, Kontrol otomatis, produktivitas dan konsumsi energy.

  PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

  Semakin majunya ilmu pengetahuan dan teknologi yang tentunya seiring dengan bertambahnya jumlah penduduk, khususnya di negara Indonesia. Hal ini membangkitkan semangat manusia untuk bekerja keras memenuhi kebutuhan hidup. Penggunaan teknologi mesin telah merambah diberbagai sektor kehidupan, antara lain adalah sektor industri mebel, industri logam / besi yang tidak ketinggalan dalam memanfaatkan kecanggihan teknologi mesin yang sudah ada. Saat ini perkembangan teknik-teknik pertukangan kayu dan pembuatan pagar besi diharapkan menghasilkan suatu produk yang berkualitas, maka perlu suatu proses kerja yang efektif. Pada awalnya pemotongan kayu dan logam besi dilakukan secara manual dengan memanfaatkan tenaga manusia kemudian berubah menggunakan gergaji tangan. Dengan perkembangan zaman yang semakin maju, penggunaan gergaji tangan sudah mulai jarang digunakan dan beralih ke mesin gergaji. Ukuran mesin gergaji sangat besar, sehingga akan menyulitkan dalam pemotongan kayu dan logam berukuran kecil, selain itu pemotongan di lakukakan satu persatu sesuai dengan ukuran yang di tentukan. Permasalahan itu disebabkan karena mesin pemotong masih bersifat manual dan belum di bekali teknologi. ukuran mesin pemotong yang besar akan menyulitkan pekerja untuk memindah mesin ke suatu tempat tertentu.

  Rumusan Masalah

  Adapun rumusan masalah dalam analisis kineja mesin pemotong balok kayu dengan sistem Kontrol otomatis ini antara lain adalah sebagai berikut :

  1. Bagaimana analisis kinerja mesin pemotong balok dengan sistem kontrol otomatis ?

  2. Bagaiman hasil produktifitas mesin pemotong balok dengan sistem kontrol otomatis?

  Batasan Masalah

  Adapun pembahasan masalah dari analisis mesin pemotong benda serbaguna dengan sistem kontrol otomatis ini agar lebih terarah dan tidak menyimpang dari tujuan maka perlu dilakukan batasan-batasan permasalahan. Adapun batasan permasalahan tersebut antara lain:

  1. Motor

• – motor penggerak putarannya konstan, tidak dapat di stel atau di rubah kecepatanya.

2 ANALISIS KINERJA MESIN PEMOTONG BALOK

  NIM : 5.14.04.07.0.022 UNIM

  2. Kayu yang dapat di potong x 1 cm dan panjang 45 cm, dengan ukuran panjang potongan maksimal 18 cm.

  Tujuan

  Tujuan dari analisis kinerja mesin pemotong dengan sistem kontrol otomatis ini antara lain :

  1. Untuk mengetahui kinerja mesin pemotong.

  2. Membuat alat yang bermanfaat untuk masyarakat dan industri kecil menengah.

  3. Mempermudah perkerjaan manusia terutama dalam perkerjaan pemotongan balok kayu.

   LANDASAN TEORI Pengertian Pemotongan

  di , pada pertengahan abad ke 3 setelah masehi dan merupakan penggergajian kayu paling awal yang tercatat dalam sejarah. Penggergajian kayu ini juga salah satu yang pertama yang menggunakan mekanisme poros engkol dan di kota

  terdapat penggergajian kayu bertenaga air yang terbuat dari batu, diketahui telah berdiri pada abad ke 6 setelah masehi, Referensi tertulis mengenai penggergajian kayu paling awal datang dari seorang yang menulis puisi mengenai sungaipada abad ke empat setelah masehi. Pada suatu poin ia menjelaskan mengenai suara kemeretak dariyang memotong di sebuah penggergajian kayu bertenaga air Penggergajian dicatat olehsekitar tahun 370 atau 390 setelah masehi, menunjukkan beragamnya penggunaan tenaga air di berbagai tempat di Kerajaan Romawi. Penggergajian kayu lalu tersebar padaEropa, diilustrasikan olehsekitar tahun 1250. Penggergajian kayu itu disebutkan telah diperkenalkan kepada tahun 1420 dan menyebar begitu luas di Eropa pada abad ke 16.Pada abad ke 11, penggergajian kayu telah digunakan secara luas di Sebelum dikembangkannya penggergajian kayu, telah lama digunakan dengan menggunakan gergaji yang panjang yang dioperasikan oleh dua orang. Dan penggergajian kayu berkembang dari konsep gergaji tangan yang bergerak ke depan dan ke belakang secara bergantian memanfaatkan mekanisme poros engkol yang diputar dengan sumber energi tertentu.

  Tipe penggergajian kayu yang tidak memanfaatkan mekanisme poros engkol ada di Jerman yang disebut dengan "knock

  and drop". Disebut demikian karena

  memanfaatkan mekanisme memukul untuk membentuk kayu. Pisau atau kapak yang berat dijatuhkan dengan mekanismeyang senantiasa mengangkat dan menjatuhkan pisau. Kombinasi ketajaman pisau dan berat dari pisau membuat kayu bisa terpotong, proses pemotongan merupakan proses pemisahan benda padat menjadi dua bagian atau lebih, melalui aplilkasi gaya yang terarah melalui luas bidang permukaan. Benda yang umum digunakan untuk

3 ANALISIS KINERJA MESIN PEMOTONG BALOK

  NIM : 5.14.04.07.0.022 UNIM

  memotong adalah pisau, gunting, pemotongan pada mesin ini dengan menggunakan motor listrik sebagai penggerak utamanya.

  Macam - Macam Mesin Kayu

  Pada sebuah bengkel kerja yang memiliki benda kerja utama berupa kayu, tentunya alat khusus untuk memudahkan dalam membentuk dan memotong kayu sangatlah dibutuhkan. Selain untuk mempercepat sistem kerja, alat tersebut juga akan dapat meningkatkan nilai produktivitas pada bengkel tersebut, sehingga alur produksi pun dapat berjalan dengan lancar. Mesin kerja utama dalam setiap bengkel kerja kayu, biasanya akan lebih didasarkan pada mesin potong kayu otomatis, dimana selain dapat memotong mesin ini juga dapat melakukan fungsi lainnya sesuai dengan jenis kebutuhan pengerjaan yang dilakukan.

  Selain dapat mempercepat sistem kerja, mesin ini pun dapat menekan jumlah tenaga kerja yang di butuhkan dalam proses produksi kayu, sehingga biaya produksi dari benda kerja tersebut pun akan lebih dapat di tekan. Dengan penekanan biaya produksi inilah, nantinya dapat menawarkan berbagai produk olahan dari kayu dengan harga yang lebih murah, sehingga akan lebih menguntungkan dan meningkatkan jumlah penjualan dalam usaha dan berbisnis. Harga murah dari produk olahan kayu inilah, yang akan lebih meningkatkan minat beli dari konsumen menjadi lebih meningkat pula.

  Berikut ini beberapa jenis mesin potong kayu otomatis dan mesin lainnya, yang dapat di jadikan alternatif pilihan dalam bengkel kerja kayu,diantaranya adalah:

  A. Mesin gergaji dan memotong, mesin ini terdiri dari 2 jenis gergaji dimana mesin untuk membelah akan memiliki mata pisau berbentuk lingkaran dengan sistem kerja berputar pada porosnya. Sedangkan gergaji untuk membelah kayu biasanya akan memiliki bentuk mata gergaji pita yang elastis dan dapat digunakan untuk membentuk sudut sesuai dengan kebutuhan pemotongan. Gergaji ini biasanya banyak digunakan untuk memotong balok kayu seperti yang terdapat pada Gambar 2.1 Mesin gergaji kayu/ Jigsaw

  Gambar Mesin gergaji kayu/ Jigsaw

  B. Mesin Ketam ataupun serut kayu Mesin ini memiliki fungsi untuk menyerut permukaan kayu, sehingga didapatkan tekstur yang lebih rata dan halus pada permukaan kayu, yang akan dibuat menjadi berbagai bentuk. Selain itu alat ini juga berfungsi untuk menghilangkan serat kasar pada permukaan kayu, agar nantinya terlihat lebih rapi dan tidak melukai tangan para penggunanya. Alat yang memiliki bentuk seperti ketam manual ini, memiliki 4 mata kikir yang dapat digunakan sesuai dengan fungsinya masing-masing. Alat ini dapat digunakan untuk memperhalus permukaan kayu pada ke empat sisinya dengan mudah dan

4 ANALISIS KINERJA MESIN PEMOTONG BALOK

  UNIM NIM : 5.14.04.07.0.022

  cepat seperti yang terdapat pada Secara umum fungsi PLC adalah kayu.

  1 Sekuensial Control. PLC memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan

  (sekuensial), disini PLC menjaga

  agar semua step atau langkah dalam proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat.

  2 Monitoring Plant. PLC secara terus menerus memonitor status Gambar Mesin Ketam / Serut suatu sistem (misalnya kayu temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan mengambil

  C. Mesin bor listrik tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang

  Mesin bor ini memang tidak dikontrol (misalnya nilai sudah hanya digunakan untuk membuat melebihi batas) atau lubang pada kayu saja, namun juga menampilkan pesan tersebut dapat digunakan untuk membuat pada operator. lubang pada bidang kerja lainnya

  Sedangkan fungsi PLC seperti logam ataupun besi. secara khusus adalah dapat

  Penggunaan mesin ini lebih memberikan input ke CNC bergantung pada jenis mata bor

  (Computerized Numerical yang digunakan didalamnya. Mesin Control). Beberapa PLC dapat ini biasanya akan Anda butuhkan memberikan input ke CNC untuk untuk mendampingi mesin potong kepentingan pemrosesan lebih kayu dalam melakukan pengerjaan lanjut. CNC bila dibandingkan pelubangan pada bagian sekrup dengan PLC mempunyai ataupun kunci seperti yang terdapat ketelitian yang lebih tinggi dan pada gambar mesin bor kayu. lebih mahal harganya. CNC biasanya dipakai untuk proses finishing, membentuk benda kerja, moulding dan sebagainya.

  Fungsi PLC( Programmable Logic Controller)

  Fungsi dan kegunaan PLC sangat luas. Dalam prakteknya PLC dapat dibagi secara umum dan secara khusus.

  ANALISIS KINERJA MESIN PEMOTONG BALOK

  5

  RPM)

  8. Motor DC Geared 12 V(700

  5. Power Supley Motor

  4. Powe Suplly PLC

  Control)

  3. PLC (Programmable Logic

  2. Tombol OFF/Stop

  1. Tombol ON/Start

  A. Keterangan gambar :

  10. Terminal Kabel 1

  RPM)

  9. Motor DC Geared 12V (38

  NIM : 5.14.04.07.0.022 UNIM

  7. Reflector 2

  1.Tombol ON/ Start Tombol ON/Start merupakan tombol awal saat hendak menjalankan dan mengoprasikan mesin. Secara otomatis komponen akan berjalan sesuai perintah masing

  6. Reflector 1

  5. Sensor Photoelectric 2

  4. Sensor Photoelectric 1

  24 V(3200 RPM)

   13. Pendorong Bahan

  3. Motor pemotong DC Geared

  12. Relay

  2. Limit Switch 2

  1. Limit Switch 1

  pada gambar 2.1 adalah menerima sinyal masukan proses yang dikendalikan lalu melakukan serangkaian instruksi logika terhadap sinyal masukan tersebut sesuai dengan program yang tersimpan dalam memori kemudian menghasilkan sinyal keluaran untuk mengendalikan aktuator atau peralatan lainnya.

  Programmable Logic Controller)

  Prinsip kerja PLC(

  B. Fungsi Komponen Kontrol Otomatis:

• – masing di semua mesin, jika tombol ON sudah di tekan maka lampu indikator akan menyala yang berrti mesin sudah siap untuk dijalankan/ di operasikan.

  2. Tombol OFF/ Stop Tombol OFF/ stop merupakan tombol pemutus arus listrik dari sumbernya, jika tombol ini di tekan maka secara otomatis mesin akan berhenti beroperasi dan

A. Keterangan gambar :

6 ANALISIS KINERJA MESIN PEMOTONG BALOK Prinsip kerja PLC (Programmable Logic Controller)

  5. Power Supply Motor Power Supply motor

  balik yang berasal dari listrik PLN menjadi arus listrik DC (Direct

  semua komponen pada mesin akan karenakan tombol ini memutus arus listrik.

  3. PLC (Programmable Logic

  Control) PLC(Programmable Logic Control)seperti pada gambar 4.16

  merupakan komponen penting yaitu sebagai otak menjalakan semua komponen pada mesin, tugasnya menerima sinyal masukan dari peralatan analog (sensor), modul masukan mengidentifikasi serta mengubah sinyal tersebut kedalam bentuk tegangang yang sesuai dan mengirimnya ke CPU. Sinyal masukan tersebut diolah kemudian dikirim kemodul keluaran berdasarkan program yang telah disimpan di CPU. Bentuk sinyal keluaran diubah menjadi tegangan yang sesuai dan dipakai untuk menjalankan komponen dan peralatan pada mesin. Pada mesin pemotong ini PLC digunakan sebagai pengatur semua komponen secara otomatis dalam sistem kerja mesin pemotong.

  Input: AC 220 V

  Berikut ini adalah cara unutuk mengetahui perhitungan daya konsumsi listrik mesin pemotong saat beroperasi :

  Hasil konsumsi daya pada mesin

  arus searah, untuk menggerakkan motor DC.

  Curent) atau yang disebut dengan

  Gambar power supply

  NIM : 5.14.04.07.0.022 UNIM

  merupakan penyuplai arus dan pengubah arus, yang berfungsi untuk mengubah arus listrik AC

  (Alternating current) atau arus bolak

• – 50/60 Hz – 0,050 A Output: DC 6 - 12 V Untuk menghitung jumblah konsumsi daya di atas, satuan ampere ini harus di konversikan terlebih dulu ke dalam satuan watt dengan rumus sebagai berikut :

  tidak dapat beroperasi apabila tidak ada penyuplai atau supply daya listrik. Power supply merupakan kebutuhan penting dari sisitem ini yang berfungsi merubah tegangan input menjadi tegangan listrik yang dibutuhkan oleh PLC yang akan mengkonversikan daya listrik sesuai komponen CPU baik input/input sesuai dengan apa yang di butuhkaan.

  PLC(Programmable Logic Control) seperti pada gambar 4.17

  4. Power Supply PLC

  Control)

  Gambar PLC (Programmable Logic

  Rumus = Ampere X 220 = Watt

  JIka di hitung, jumblah konsumsi pemakaian daya oleh

7 ANALISIS KINERJA MESIN PEMOTONG BALOK

  NIM : 5.14.04.07.0.022 UNIM

  Rumus = KWH x Tarif listrik/KWH

  Dari hasilanalisis di atasdapat di ambilkesimpulansebagaibeikut:

  Kesimpulan

   = 7,6 m/menit.

  Rumus = m/menit d = Diameter pemotong s = kecepatan pemotong

  Motor pemotong= 3200 RPM/24 V

  RPM/12 V

  Berikut ini adalah cara untuk mengetahui hasil produksi yang di hasilkan mesin pemotong: Motor pendorng = 700 RPM/12 V Motor pengerak pemotong= 38

  4 Hasil produksi mesin

  B. Hitungan per jam: 0,011KWH x Rp 1467,28 = Rp 16,15 per jam

  = Rp 0,2645 per menit

  A. Hitungan per menit: 0,00018 KWH x Rp 1467,28

  Berikut ini adalah perhitungan untuk mengetahui harga konsumsi listrik yang di ubah dari KWH ke dalam satuan

  Secara umum, 1 KWH adalah tarif listrik yang diberlakukan oleh PLN setiap pemakaian 1000 watt setiap 1 jam. Rata-rata, tarif listrik yang diberlakukan oleh PLN setiap 1 KWH untuk para pelanggannya adalah Rp 1.467,28 untuk konsumen dengan daya 1300 watt.

  mesin pemotong adalah sebagai

  : = 0,011 KWH/ jam

  B. Hitungan KWH per jam =

  : = 0,00018 KWH/menit

  berikut: A.Hitungan KWH permenit=

  KWH di gunakan rumus sabagai

  Sedangkan untuk menghitung per

  jam

  = 11 watt per

  11 Watt X 1 jam = = 0,184 Watt per menit

  B. Hitungan per jam :

  A. HItungan per menit:

  Jadi,jika mesin terus menerus berjalan , maka konsumsi dayanya bisa di hitung denan cara berikut:

  Hitungan per jam := 0,050 Ampere X 220 volt

8 ANALISIS KINERJA MESIN PEMOTONG BALOK

  NIM : 5.14.04.07.0.022 UNIM

  Konsep, Pemprograman dan Aplikasi (Omron CPM1A/CPM2A dan ZEN Programmable Relay). Yogyakarta:

  Asahan. Medan.

  Kebijakan Tarif Listrik Pemerintah Terhadap Konsumen. Universitas

  Saleh. Malawat, 2017. Kajian

  (PLC) dan Teknik Perancangan Sistem Kontrol”. Yogyakarta : ANDI.

  Setiawan, Iwan. 2006. “Programmable Logic Controller

  Subagja. 2007. Sains Fisika SMA. Jakarta: Bumi Aksara.

  Mesin. Jakarta: Erlangga.

  Bumi Aksara Shigley, E. Josep dan Mitchell, D. Larry. 1984. Perencanaan Teknik

  Bagaimana. Jakarta,

  Sinungan, Muchdarsyah, 2005, Produktivitas Apa dan

  Jakarta: Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi.

  Pengantar Perancangan Teknik.

  GAVAMEDIA Harsokusoemo, Darmawan. 2000.

  Terjemahan). Jakarta: Erlangga. Eko Putra, Agfianto. 2004. PLC :

  1. Konsumsi daya pada mesin kontrol otomatis ini tergolong efisien dan irit yaitu mempunyai daya konsumsi listrik 0,011 KWH perjam atau bisa di kalkulasikan menjadi Rp16,15 per jam. Karena kontrol otomatis ini bisa menggerakkan sensor dan motor secara bergantian.

  1. Mesinpemotonginibelumsepenu hnya safety masihperluadanyapembenahan yang harus di lakukan ,misalnyamemberi coverpengamanpadamotor pemotong.

  2. Mesin pemotong ini sesungguhnya Prototype masih bisa di kembangkan dan di terapkan untuk keadaan dan produksi yang lebih besar.

  3. Suatu alat pemotong kayu yang rancangannya sederhana tetapi mempunyai kelebihan yang banyak.

  4. Mesin ini juga bisa digunakan untuk memotong bahan selain kayu, misalnya Mika Plastik keras dan yang lainya.

  5. Dapat mengetahui tugas dan cara kerja sistem kontrol otomatis secara langsung.

   Saran

  2. Perawatanpadamesininihendakn yadilakukansecararutin, untukmenghindariadanyapenuru nankerjasistempada sensor dan motor terutamakarenadebu

  Elemen Mesin Jilid 1 (G. Niemann.

  3. Mesin pemotong ini maksimal pemakaian selama 3 jam, dan sekali harus berhenti selama 20 menit untuk menjaga suhu dan kondisi mesin tetap baik.

  Anggoro, Ascaryo D. 2013. Analisis

  Kinerja Mesin Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

  Budiyanto, M. A, Wijaya. 2003. “Pengenalan Dasar-Dasar PLC

  (Programmable Logic Controller)”. Yogyakarta : Gava

  Media. Budiman, A., Priambodo, B.1992.